一种弹性变隙进切-滚压式无患子脱壳装置
技术领域
本发明涉及林果预处理技术领域，更具体的说，特别涉及一种弹性变隙进切-滚压式无患子脱壳装置。
背景技术
近年来我国经济林业发展迅速，然而相关的生产机械设备发展仍处于落后阶段。无患子因其在生物、医学、能源、美容等领域拥有很高利用价值的特性，被人们逐渐重视起来，种植和生产规模在逐年扩大，尤其在浙江、福建等地区。其种子可以提炼生物质油，其果皮可以用来制作高级香皂，化妆品等，也可医用，有清热、祛痰、杀虫等功效。
目前无患子的脱壳处理主要依靠人力，或者采用其他果实的脱壳机械进行脱壳。人力脱壳的劳动强度大，效率低，生产成本高。采用其他果实的脱壳机械对无患子进行脱壳，其专业性不强，脱壳效率低，而且由于果实种类不同，留有安全隐患，容易造成机械损坏，以至于引发生产事故。
此外，由于无患子果实的外壳较硬且具有很强的黏性，现有的无患子脱壳设备对无患子的黏性和外壳无处理，导致机械设备很容易被无患子果实卡住，壳和种子无法有效分离，且浆液残留凝固与设备粘连，同时可使果实与设备粘连，降低了设备的可靠度，加大了设备清理的难度，并影响设备的去壳效率，从而增加了生产成本。为顺应剥壳技术的高效率、低成本和环保的发展趋势，需要我们着手解决无患子脱壳技术中的这些不足。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种弹性变隙进切-滚压式无患子脱壳装置，能够对无患子果实实现弹性变隙进切和滚压式剥碾脱壳，整个装置的结构简单、工作可靠也易于实现。
为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：
一种弹性变隙进切-滚压式无患子脱壳装置，包括机架、进料机构、弹性进切机构、弹性滚压剥碾机构和动力传动机构，其中机架用于安装支撑进料机构、弹性进切机构、弹性滚压剥碾机构和动力传动机构；
无患子果实通过所述进料机构进入所述弹性进切机构内，在所述弹性进切机构内实现弹性进切；进切后的无患子果实进入弹性滚压剥碾机构内实现弹性滚压和剥碾脱壳；所述动力传动机构用于向弹性进切机构和弹性滚压剥碾机构提供动力。
进一步地，所述进料机构包括进料斗，所述进料斗的内侧设置有保护挡板，两者之间形成的间隙作为进料口；所述保护挡板的下方还设置有连接板，所述连接板与进料斗的侧壁之间形成安装槽，用于安装所述弹性进切机构。
进一步地，所述进料斗的侧壁上还等间距水平分布有矩形状的进料摩擦口，所述进料斗的侧壁底部还加工有齿槽形成进料协助齿，所述进料斗安装在所述弹性进切机构正上方；所述保护挡板上位于所述进料口处设置有挡片；所述连接板上加工有长方形状的清理口。
进一步地，所述弹性进切机构设置有上刀片轴和下刀片轴，两者都安装在所述进料机构的安装槽内，所述上刀片轴上设置有上刀片组，所述下刀片轴上设置有下刀片组；所述上刀片组安装在进料摩擦口的法线上方10mm处，两者之间形成第一进切通道；所述下刀片组安装在上刀片组正下方10mm处，两者之间形成第二进切通道，上刀片组上任一刀片都在所述清理口槽中转动；所述下刀片组还与所述弹性滚压剥碾机构之间形成第三进切通道；所述上刀片轴和下刀片轴由动力传动机构带动分别做逆时针和顺时针转动。
进一步地，所述上刀片轴和下刀片轴的两端分别通过弹性轴心固定器固定在机架上，所述上刀片轴和下刀片轴分别通过反扣螺母与弹性轴心固定器连接。
进一步地，所述弹性轴心固定器上加工有滑槽，所述上刀片轴和下刀片轴的两端位于所述滑槽内且能自由滑动，两者滑动的方向相互垂直。
进一步地，所述上刀片组和下刀片组采用的刀片为锯齿状，其齿形缺口底部加工形成半圆弧形凹槽；所述下刀片组上的每个刀片都位于进料协助齿齿槽中。
进一步地，所述弹性滚压剥碾机构包括空心滚筒和弹性剥碾外架；所述空心滚筒安装在机架上由所述动力传动机构带动做顺时针转动，所述空心滚筒的外表面套装有中心剥碾有机板；所述弹性剥碾外架也固定在机架上并位于所述中心剥碾有机板的外表面，所述弹性剥碾外架，与所述中心剥碾有机板对应的内壁上设置有外部剥碾有机板，所述中心剥碾有机板和外部剥碾有机板之间形成碾压通道。
进一步地，所述弹性剥碾外架包括平板和圆弧板，其中平板与所述下刀片组径向距离呈10mm，形成所述第三进切通道；所述圆弧板与所述中心剥碾有机板相对应的侧壁设置有外部剥碾有机板，所述圆弧板与所述空心滚筒同心；所述中心剥碾有机板和外部剥碾有机板之间的间隙沿空心滚筒转动方向逐渐变小。
进一步地，所述中心剥碾有机板和外部剥碾有机板两者的表面加工有V字形凹槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的无患子果实通过进料机构进入装置内，在动力传动机构带动下通过弹性进切机构实现弹性进切，以及弹性滚压剥碾机构实现滚压式剥碾脱壳，整个装置的结构简单、工作效率高，各个机构之间配合可靠，保证了脱壳的可靠性。
(2)本发明的进料机构设置保护挡板，能够将刀片与人手隔离，防止在操作时由于误触刀片引发危险，同时保护挡板还能起到控制进料速度的作用，防止过快进料导致卡死以致刀片崩坏，保证进料机构的可靠性。
(3)本发明的进料斗上通过设置进料摩擦口和进料协助齿，两者都有协助无患子果实进入机构的作用，防止无患子果实由于摩擦力过低而在进料斗中出现空滑、以及粘连在两组刀片组间的现象，极大的提高了刀具进切效率，从而提高整个装置的脱壳效率。
(4)本发明的刀片轴采用反扣螺母与弹性轴心固定器相连，反扣螺母可以保障刀片轴在转动的时候不松动，从而保障安全。通过设置弹性轴心固定器和滑槽能使刀片轴在进切不同直径的无患子果实或遭受过大的挤压力时，产生上下左右弹性移动，增大轴心距离，减小挤压力，防止刀片崩坏飞出，增加刀片使用寿命，也保障生产安全，保证脱壳装置工作的可靠性。
(5)本发明的中心剥碾有机板和外部剥碾有机板的表面密布有V字形凹槽，可以模拟人手剥壳时的动作，增大无患子果实与机构的摩擦力和挤压力，促进其快速脱壳，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明弹性变隙进切-滚压式无患子脱壳装置的整体轴测图。
图2为本发明中进料机构的轴测图。
图3为本发明中进料机构和弹性进切机构的装配轴测图。
图4为本发明中弹性进切机构的轴测图。
图5为本发明中刀片组上刀片的结构示意图。
图6为本发明中无患子脱壳装置的脱壳流程示意图。
其中，100-机架；200-进料机构、201-进料斗、202-进料摩擦口、203-进料协助齿、204-保护挡板、205-清理口、206-挡片、207-连接板；300-弹性进切机构、301-上刀片轴、302-上刀片组、303-反扣螺母、304-弹性轴心固定器、305-下刀片轴、306-下刀片组、307-滑槽；400-弹性滚压剥碾机构、401-中心剥碾有机板、402-空心滚筒、403-弹性剥碾外架、4031-平板、4032-圆弧板、404-外部剥碾有机板；500-动力传动机构。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例目的，不是旨在于限制本发明。
参阅图1所示，本发明提供的一种弹性变隙进切-滚压式无患子脱壳装置，该装置包括机架100、进料机构200、弹性进切机构300、弹性滚压剥碾机构400和动力传动机构500，其中机架100主要起支撑安装的作用，用于安装支撑进料机构200、弹性进切机构300、弹性滚压剥碾机构400和动力传动机构500。
无患子果实通过所述进料机构200进入所述弹性进切机构300内，在所述弹性进切机构300内实现弹性进切，进切后的无患子果实进入弹性滚压剥碾机构400内实现弹性滚压和剥碾脱壳。所述动力传动机构500用于向弹性进切机构300和弹性滚压剥碾机构400提供动力。
本实施例中，为了方便安装，所述机架100采用矩形框架结构，所述支撑进料机构200、弹性进切机构300、弹性滚压剥碾机构400和动力传动机构500由上至下依次安装在所述机架100上。所述机架100的底部还设置4个脚轮，方便进行移动和操作。
如图2、3所示，所述进料机构200包括进料斗201，所述进料斗201的内侧设置有保护挡板204，两者之间形成的间隙作为进料口。所述保护挡板204的下方还设置有连接板207，所述连接板207与进料斗201的侧壁之间形成安装槽，用于安装弹性进切机构300。所述保护挡板204位于所述进料口上设置有挡片206，所述挡片206可以关闭或打开，起到控制进料速度，便于维修检查的作用，也能隔离刀片起保护作用。
进一步地，所述进料斗201的侧壁上还分布有进料摩擦口202，所述进料斗201的侧壁底部还加工有齿槽，形成进料协助齿203，所述进料摩擦口202和进料协助齿203两者都与所述弹性进切机构300的位置相对应，用于协助无患子果实进料。本实施例中，所述进料摩擦口202和进料协助齿203两者都采用等间距水平分布，这样可以保证装置工作的可靠性。
进一步地，所述连接板207上也加工有与所述弹性进切机构300位置相对应的清理口205，其分布呈等间距水平，通过所述清理口205能够便于及时观察机构的内部情况，并及时清理，所述连接板207也可拆卸，方便进一步的清理。
本实施例中，所述进料斗201采用三面敞口结构，其敞口处相对的两侧面为圆弧面，可使其美观也使其结构紧凑，其结构可以根据实际需要进行调整。
如图4所示，所述弹性进切机构300包括上刀片轴301、上刀片组302、反扣螺母303，弹性轴心固定器304、下刀片轴305和下刀片组306，其中上刀片轴301和下刀片轴305平行设置在所述进料机构200的安装槽内，所述上刀片轴301上设置有上刀片组302，下刀片轴305上设置有下刀片组306。所述上刀片组302处在所述进料摩擦口202的法线方向上10mm处，两者之间形成第一进切通道，通过设置进料摩擦口202来增大摩擦协助进料，保证无患子果实能可靠进入机构内，防止无患子果实由于摩擦力过低而在进料斗201中空滑。所述下刀片组306安装在上刀片组302正下方10mm处，两者之间形成第二进切通道，上刀片组上任一刀片在所述清理口205槽中转动，这样可以方便对刀片进行清理。所述下刀片组306还与所述弹性滚压剥碾机构400之间形成第三进切通道。所述上刀片轴301和下刀片轴305由动力传动机构500带动，分别做逆时针和顺时针转动。
进一步地，所述上刀片轴301和下刀片轴305的两端分别通过弹性轴心固定器304固定在机架100上，所述上刀片轴301和下刀片轴305分别通过反扣螺母303与弹性轴心固定器304连接，采用反扣螺母303可在高速旋转的过程中不松动，保持两组刀片轴不脱离所述弹性轴心固定器304，从而保障安全。本实施例中，所述上刀片轴301和下刀片轴305的直径为16mm。
上述中，所述弹性轴心固定器304上加工有滑槽307，所述上刀片轴301和下刀片轴305的两端位于所述滑槽307内且可以滑动，两者滑动的方向互相垂直，即上刀片轴301可以上下移动，下刀片轴305可以左右移动。本实施例中，所述刀片轴301和下刀片轴305在受到较大压力时，可在所述弹性轴心固定器304的滑槽307中滑动，滑动距离最多为13.5mm。由于上刀片轴301和下刀片轴305移动的方向垂直，这样可以增加两刀片轴的轴心间距，减小压力，从而保证装置的正常运行，防止刀片受损。
进一步地，参阅图5所示，所述上刀片组302和下刀片组306采用的刀片采用特种金属制作，所述刀片为锯齿状，其齿形缺口底部加工形成半圆弧形凹槽，可以缓冲冲击，便于无患子果实顺利通过。所述下刀片组306上刀片与所述进料协助齿203配合，即每个刀片位于进料协助齿203齿槽中。本实施例中，所述刀片的厚度为0.4mm，直径为45mm，半圆弧形凹槽的半径为0.75mm，每个刀片轴上均匀分布有46个刀片，相邻两个刀片之间的间距为6.4mm。上述刀片的厚度适中，直径适中，刀片间距适中，符合进切无患子果实时的各项力学指标，并具有耐磨、耐腐蚀和抗冲击的特点。由于刀片的表面带有锯齿，可对无患子果实起到“一进一切”的作用，促进了果实在机构中的前进，同时锯齿的表面又能极大的增加刀片的抗冲击能力，从而可以保证整个弹性进切机构300的工作效率。为了保证两组刀片工作的可靠性，刀片之间位置错开，并避免刀片位置正对。
上述记载的弹性进切机构300通过两组刀片组以及其设置的三次进切通道，实现无患子果实的进切，又通过两个刀片轴与弹性轴心固定器304实现弹性间隙配合，从而实现无患子果实的弹性进切，整个机构的结构简单、功能可靠也易于实现。
如图6所示，所述弹性滚压剥碾机构400设置在所述弹性进切机构300的下方，包括中心剥碾有机板401、空心滚筒402、弹性剥碾外架403和外部剥碾有机板404，其中空心滚筒402安装在机架100上并位于所述下刀片轴305的下方，所述空心滚筒402的外表面套装有中心剥碾有机板401，所述中心剥碾有机板401将所述空心滚筒402的表面完全紧密覆盖，所述中心剥碾有机板401能够方便更换、清理和重复利用。所述空心滚筒402由动力传动机构500带动做顺时针转动。所述弹性剥碾外架403也固定在机架100上并位于所述中心剥碾有机板401的外表面，所述弹性剥碾外架403与所述中心剥碾有机板401对应的内壁上设置有外部剥碾有机板404，所述中心剥碾有机板401和外部剥碾有机板404之间形成碾压通道，用于对无患子果实进行滚压式剥壳。
进一步，所述弹性剥碾外架403包括平板4031和圆弧板4032，其中平板4031与所述下刀片组306位置相对应且两者之间形成所述第三进切通道，对无患子果实实现第三次进切。所述圆弧板4032与所述中心剥碾有机板401相对应的侧壁设置有外部剥碾有机板404。所述圆弧板4032与所述空心滚筒402同心，所述外部剥碾有机板404也方便拆卸、清理和更换。进一步地，所述中心剥碾有机板401和外部剥碾有机板404之间的间隙沿空心滚筒402转动方向逐渐变小，这样可使不同大小的无患子在合适位置脱壳，从而保证所有的无患子果实均能脱壳完成。
上述中，所述中心剥碾有机板401和外部剥碾有机板404两者的厚度均为3mm，并采用特殊有机材料，能保证果壳、果皮、果浆在其表面不残留和粘连，便于机械的清理，提高生产效率。进一步地，所述中心剥碾有机板401和外部剥碾有机板404两者的表面加工有V字形凹槽，当无患子果实通过两者的碾压通道时，可模拟人手剥壳时的动作，用于增加滚压剥碾的力度，从而提高机构的脱壳效率。
上述中，所述空心滚筒402和弹性剥碾外架403两者之间的间隙大小可以通过机架100外部调节，也可在运动中根据无患子所受力的大小，通过弹性剥碾外架403弹性自主张开增大间隙的办法，减小整个装置受到的力，适用于直径不同的无患子果实的剥壳，保证装置的整体安全，从而提高整个装置的生产效率。
上述中，所述中心剥碾有机板401和外部剥碾有机板404用螺钉分别与空心滚筒402和弹性剥碾外架403连接，两者可快速拆卸清洗，重复利用，用完后可以马上更换，能够极大的提高生产效率，减少设备维护的时间，从而实现批量化生产。
整个装置对无患子的脱壳过程如下：
如附图6所示，无患子果实进入进料斗201的进料口，打开挡片206，无患子果实进入所述上刀片组302与所述进料摩擦口202形成的第一进切通道，实现第一次进切。由于进料摩擦口202和进料协助齿203协助进料，无患子果实由第一进切通道顺利进入两刀片组之间形成的第二进切通道，通过两刀片组对其实现第二次进切。由于各刀片轴两端与弹性轴心固定器304为弹性滑动配合，因此实现弹性变隙进切。弹性变隙进切后的无患子果实进入第三进切通道实现第三次进切后，进入弹性滚压剥碾机构400内。由于空心滚筒402滚动作用，无患子果实在碾压通道内实现滚动式碾压和剥壳。
上述中，通过第一次、第二次和第三次进切通道，实现刀片组对无患子果实三次进切，让无患子果实的外壳划痕变多变大，方便后续的剥碾，提高脱壳效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
